Industrialización

DESARROLLO

300-500g

ESCALAMIENTO INDUSTRIAL

(SCALE UP)

5.0-50.0kg

1.0-20.0kg

INDUSTRIALIZACIÓN

>1.0Ton

PROCESO

1. Adición de agua

2. AKYPO® SUGAR LM42

3. Acidificar con ácido cítrico

pH 4.5-5.0

4. Añadir EXCEPARL® LM-LC

6. Añadir GEOGARD LSB

Shampoo translúcido

pH 5.0

5. Añadir LARACARE A200

7. Añadir BETADETH HR para aumentar viscosidad

Mezclado

- El mezclado es una operación unitaria que involucra la aplicación de energía mecánica para producir un efecto dinámico del fluido que logra los resultados deseados en un proceso.

• Dispersión de sólidos
• Emulsificación
• Mezclado de líquidos
• Suspensión de sólidos
• Dispersión de gases
• Transferencia de calor
• Transferencia de masas
• Reacciones químicas

¡El mezclado no es sólo un proceso!

Propelas

Las turbinas o propelas son las unidades de mezclado encargadas de generar el flujo necesario para producir un efecto dinámico en el sistema

El flujo axial es el flujo que producen las turbinas de gran caudal, y son turbinas que no requieren tanta energía para generar turbulencia. Generan corrientes paralelas al eje. (A)

Y el flujo radial es el flujo que producen las turbinas que producen tasa de fuerza cortante y son turbinas que requieren más energía. Generan corrientes en dirección tangencial o radial. (B)

Flujo axial

Flujo radial

Los agitadores de flujo axial incluyen a todos los que tienen palas que forman un ángulo menor de 90º con el plano perpendicular al eje.

Los más representativos son los agitadores de palas planas o las trialetadas modificadas. Éste tipo de agitadores incluyen palas paralelas al eje del motor.

Número de Reynolds

Baffles o deflectores

Homogenización

Son placas planas verticales, situadas perpendiculares a la pared del tanque. Estas placas generan una mayor turbulencia en el fluido, con la consiguiente mejora del proceso de agitación

Los flujos radiales y axiales generalmente contribuyen al mezclado, pero el componente rotacional no.

Cuando los agitadores se montan verticalmente en el centro del tanque, casi siempre se desarrolla una trayectoria de flujo circular que causa remolinos, atrapando aire y formando vórtices indeseados, los cuales causan un desbalance de fuerzas y limitan el uso de la potencia suministrada.

Cuando se genera un vórtice no hay homogenización, ya que todo la masa trata de igualar la velocidad de la turbina, por lo tanto hay que colocar un vector tangencial

Descentralizar la turbina o inclinarlo

La colocación es crítica, ya que una excentricidad excesiva o insuficiente podría provocar la aparición de vórtices erráticos

El ángulo de inclinación debe ser de alrededor de 15°

Homogenización

Recirculación

INLINE EMULSIFIER MIXER

Diseño de proceso productivo

1) Definir el problema

-¿Qué tipo de proceso es o que forma cosmética se quiere fabricar?

• Crema corporal (emulsión)
• Shampoo (solución)
• Filtro solar (emulsión / suspensión)

-¿Qué caracteristicas y condiciones tienen las materias primas con lo que se fabrica?

• Estado físico, concentraciones, necesidad de premezclar, etc.

-¿Qué características fisicoquímicas tiene el producto durante el proceso y como producto final?

• Reología
• Viscosidad
• Densidad
• Temperatura
• pH

2) Selección sistema de mezclado

-¿Qué tipo de mezclador y que flujo se necesita para el problema planteado?

3) Completar el diseño

-¿Cuáles son los requerimientos mínimos para mezclar el problema planteado?

TANQUE

T- Diametro del tanque

Z- Altura del tanque

H- Nivel de liquido (llenado)

D- Díametro de propelas

C- Distancia de propela al fondo del tanque

Wb- Ancho de baffle

RELACIONES STD

D/T - 0.2-0.6

C/T - 0.22- 0.33

Wb/T - 1/12

Consideraciones

Uno de los puntos más importantes para realizar un buen escalamiento es intentar igualar la geometría y las variables del tanque en el laboratorio como:

- La relación del tanque con el tamaño de las propelas

- La altura del líquido en el tanque

- La propela y los bafles (si el tanque los tuviera)

Es importante fijar las velocidades de agitación, tiempo invertido en cada etapa del proceso desde el laboratorio, así como las condiciones de fabricación (Temperaturas, pH, etc), ya que es la clave de éxito para un buen escalamiento.

Diagrama de proceso preliminar

Diagrama de proceso

Recomendaciones

• Fabricar con MP del proveedor final
• Fabricar con agua de proceso (maquilador)
• Reto microbiologico
• Verificación de Limpieza y Sanitización de equipos
• Pesaje y verificación de lotes de MP
• Validación de proceso fabricación y acondicionamiento